EP0394644A2

EP0394644A2 - Halogenbenzolderivate

Info

Publication number: EP0394644A2
Application number: EP90104397A
Authority: EP
Inventors: Albrecht Dr. Marhold; Reiner Dr. Fischer
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1989-03-21
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1990-10-31
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: EP0394644B1; DE59007368D1; DE3909213A1; EP0394644A3; JP2744669B2; JPH02279641A

Abstract

Halogenbenzolderivate der Formel (I) <IMAGE> bei denen die verwendeten Symbole die in der Beschreibung erläuterte Bedeutung haben und deren Herstellung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Halogenbenzolderivate, die weiter unten durch Formel (I) näher gekennzeichnet werden und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Es ist bekannt, daß man Fluorbenzolderivate, insbesondere Trifluormethyl-substituierte Phenylessigsäuren herstellen kann, indem man Trifluormethylbenzylhalogenide mit Cyaniden umsetzt und die dabei sich bildenden Benzylcyanide anschließend verseift (siehe Organicum, 8. Auflage, Berlin 1968, Seite 412). Nachteilig bei diesem Verfahren ist die schwere Zugänglichkeit von 4-Trifluormethylbenzylhalogeniden, insbesondere wenn der aromatische Kern ebenfalls durch Fluor substituiert sein soll. Weiterhin kann man durch Meerwein-Arylierung von Vinylidenchlorid mit entsprechenden Aryldiazoniumchloriden und nachfolgender Verseifung der so erhältlichen Trichlorethylbenzotrifluoride Trifluormethyl-substituierte Phenylessigsäuren erhalten (siehe US-PS 4 426 536). Bei diesem Verfahren sind die benötigten 4-Trifluormethyl aniline zwar relativ gut zugänglich, jedoch bedeutet deren Synthese eine zusätzliche Stufe verbunden mit entsprechenden Ausbeuteverlusten. Schließlich kann man Trifluormethyl-substituierte Phenylessigsäuren auch ausgehend von Trifluormethylbenzylhalogeniden über die Stufen Benzoylcyanid, Phenylglyoxylsäure und deren katalytische Hydrierung erhalten. Hierbei werden ebenfalls schwer zugängliche Trifluormethylbenzoylhalogenide benötigt und nur geringe Ausbeuten erzielt.
Es wurden nun Halogenbenzolderivate der Formel (I) gefunden
in der
a) R¹ für H oder COOR⁴ und
R² für CN oder COOR⁴ oder, falls R¹ = H, auch für COOH oder H steht,
wobei R⁴ jeweils unabhängig voneinander C₁- bis C₄-Alkyl bedeutet, und
R³ für H, CN, CH₃, CF₃ oder Cl,
m für 1, 2, 3 oder 4 und
n für 0, 1 oder 2 steht,
wobei
m + n mindestens 2 und höchstens 4 beträgt und die Kombination m = 4, n = 0 und R³ = CF₃ ausgenommen ist,
oder
b) R¹ für H,
R² für CN oder COOH,
R³ für CF₃ in p-Position zur CH(R¹) (R²)-Gruppe,
m für Null und
n für 1,2 oder 3 stehen.
Vorzugsweise steht in Formel (I) im Fall a)
R¹ für H und
R² für COOH, H oder CN oder
R¹ und R² jeweils für COOR⁴,
R³ für H oder CF₃ und
m für 2, 3 oder 4.
Wichtige Einzelverbindungen der Formel (I) sind
Phenyl-α-cyano-essigsäureester (mit R¹ = COOCH₃ oder COOC₂H₅ und R² = CN),
Benzylcyanide (mit R¹ = H und R² = CN),
Phenylessigsäureester (mit R¹ = H und R² = COOCH₃ oder COOC₂H₅),
Phenylmalonester (mit R¹ = R² = COOCH₃ oder COOC₂H₅),
Phenylessigsäuren (mit R¹ = H und R² = COOH) und
Toluole (mit R¹ = R² = H),
bei denen jeweils R³ für CF₃ in 4-Position steht und jeweils folgende weitere Substituenten vorhanden sind:
2,3-Difluor, 2,5-Difluor, 2,6-Difluor, 3,5-Difluor, 2-Fluor-5-chlor, 2-Fluor-6-chlor, 2-Chlor-3-fluor, 2,6-Dichlor-3,5-difluor, 2,3,5-Trifluor und 2,3,5-Trifluor-6-chlor, sowie
4-Trifluormethyl-phenylessigsäuren mit Chloratomen in 2-, 3-, 2,3-, 2,5-, 2,6-, 3,5-, 2,3,5- und 2,3,6-Position und
4-Trifluormethyl-benzylcyanide mit Chloratomen in 2-, 3-, 2,5-, 2,6-, 3,5- und 2,3,5-Position.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung von Halogenbenzolderivaten der Formel (I), das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Polyhalogenbenzol der Formel (II)
in der
R³, m und n die bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben,
wobei die Kombination m = 4, n = 0, R³ = CF₃ ausgenommen ist,
und
Hal für ein (weiteres) Fluor- oder Chloratom steht,
in Gegenwart einer Base und eines Lösungsmittels mit einem Ester der Formel (III) umsetzt
R⁵-CH₂-COOR⁴ (III),
in der
R⁴ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung hat und
R⁵ für CN oder COOR⁴ stehen,
so eine Verbindung der Formel (IV) erhält
in der
R³, R⁴, R⁵, m und n die oben angegebene Bedeutung haben und diese gegebenenfalls sauer hydrolysiert und/oder gegebenenfalls decarboxyliert.
Polyhalogenbenzole der Formel (II) sind bekannt und beispielsweise gemäß DE-OS 3 725 659 zugänglich oder auf analoge Weise dazu. Ester der Formel (III) sind ebenfalls bekannt. Es handelt sich dabei um Cyanessigsäureester (R⁵ = CN) oder Malonsäureester (R⁵ = COOR⁴). Bevorzugt sind die Methyl- und Ethylester, insbesondere Cyanessigsäuremethylester und Cyanessigsäureethylester.
Die Umsetzung eines Polyhalogenbenzols der Formel (II) mit einem Ester der Formel (III) erfolgt in Gegenwart einer Base und eines Lösungsmittels. Geeignete Basen sind beispielsweise Alkalicarbonate, Alkalihydroxide, Ammoniumcarbonat, Alkalihydride, Erdalkalihydride, Kaliumfluorid, Cäsiumfluorid, organische Stickstoffbasen, Alkalialkoholate und Erdalkalialkoholate.
Bevorzugt sind Kaliumcarbonat und Natriumhydrid. Beispielsweise kann man pro Mol Polyhalogenbenzol der Formel (II) 0,5 bis 2 Äquivalente Base einsetzen. Vorzugsweise beträgt diese Menge 1 bis 1,5 Äquivalente.
Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Ether und Polyether wie Glyme, Dioxan und Diethylenglykoldimethylether, Amide wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon und N-Methylcaprolactam, sowie Sulfone wie Tetramethylensulfon.
Bevorzugt ist Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon und Dioxan. Geeignete Temperaturen für diese Umsetzung sind beispielsweise solche von 20 bis 150° C. Bevorzugt arbeitet man bei 80 bis 130° C. Vorzugsweise führt man diese Umsetzung unter striktem Ausschluß von Wasser durch.
Die auf diese Weise erhältlichen Verbindungen der Formel (IV) können aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden, beispielsweise indem man zunächst das Lösungsmittel abzieht, den verbleibenden Rückstand mit Wasser versetzt, durch Zugabe von Säure einen pH-Wert im Bereich von 3 bis 7,5 einstellt und dann entweder den ausfallenden Feststoff absaugt und trocknet oder die Verbindung der Formel (IV) mit einem organischen Lösungsmittel extrahiert und durch Destillation gewinnt.
Man erhält so Verbindungen der Formel (IV), bei denen ein Fluor- oder Chloratom aus dem eingesetzten Polyhalogenbenzol der Formel (II) durch eine
ersetzt ist und die sonst im allgemeinen das gleiche Substitutionsmuster aufweisen wie das eingesetzt Polyhalogenbenzol der Formel (II). Ein Teil der Halogenbenzolderivate der Formel (I) entspricht den Verbindungen der Formel (IV). Man erhält durch die beschriebene Umsetzung von Polyhalogenbenzolen der Formel (II) mit Estern der Formel (III) solche Halogenbenzolderivate der Formel (I), bei denen R¹ für COOR⁴ und R² für CN oder COOR⁴ stehen und R³, m und n dem eingesetzten Polyhalogenbenzol der Formel (II) entsprechen. Bei der Herstellung anderer Halogenbenzolderivate der Formel (I) ist anschließend an die Umsetzung des Polyhalogenbenzols der Formel (II) mit Estern der Formel (III) noch eine saure Hydrolyse und/oder eine Decarboxylierung durchzuführen.
Verbindungen der Formel (I), bei denen R¹ für H und R² für COOH stehen, erhält man aus Verbindungen der Formel (IV), indem man diese beispielsweise mit einem Gemisch aus konzentrierter Mineralsäure und wäßriger Essigsäure bei 80 bis 120° C verseift. Bevorzugt wendet man dafür Schwefelsäure in einer Konzentration über 70 Gew.-% und wäßrige Essigsäure und 100 bis 120° C an. Wenn die eingesetzte Verbindung der Formel (IV) als Rest R³ eine CN-Gruppe enthält, so wird diese im allgemeinen ebenfalls zu einer COOH-Gruppe verseift.
Verbindungen der Formel (I), bei denen R¹ für H und R² für CN stehen, erhält man aus Verbindungen der Formel (IV) mit R⁵ = CN, indem man diese beispielsweise mit einer wäßrigen Säure bei 20 bis 100° C verseift. Bevor zugt wendet man hierfür wäßrige Salzsäure, Salpetersäure oder Oxalsäure in einer Konzentration jeweils unter 50 Gew.-% und 60 bis 100° C oder ein Gemisch aus verdünnter Schwefelsäure und wäßriger Essigsäure und 50 bis 80° C an.
Verbindungen der Formel (I), bei denen R¹ für H und R² für COOR⁴ stehen, erhält man, indem man Verbindungen der Formel (IV) mit Mineralsäure bei 60 bis 120° C verseift. Bevorzugt wendet man hierfür 70 bis 90 gew.-%ige Schwefelsäure in Abwesenheit von Essigsäure und 80 bis 120° C an.
Verbindungen der Formel (I), bei denen R¹ und R² für H stehen, erhält man, wenn man zunächst wie oben beschrieben, eine Verbindung der Formel (I) mit R¹ = H und R² = COOH herstellt und diese dann decarboxyliert. Die Decarboxylierung kann beispielsweise durch Erhitzen in Gegenwart einer schwachen Base und eines geeigneten Lösungsmittels erfolgen. Als Temperaturen kommen z.B. solche im Bereich von 80 bis 200° C in Frage, als schwache Base z.B. Kaliumfluorid und/oder Chinolin. Falls die in die Decarboxylierung eingesetzte Verbindung als R³ eine COOH-Gruppe enthält, wird diese im allgemeinen auch decarboxyliert.
Es kann in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, eine gewünschte Verbindung der Formel (I) in einer Abwandlung einer der oben beschriebenen Arbeitsweisen herzustellen, beispielsweise indem man ein gewünschtes Substitutionsmuster nicht durch den Einsatz eines entsprechenden Po lyhalogenbenzols der Formel (II) und eines entsprechenden Esters der Formel (III) realisiert, sondern nach der Umsetzung des Polyhalogenbenzols der Formel (II) mit einem Ester der Formel (III) eine zusätzliche Umderivatisierung vornimmt.
Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz von chlorhaltigen Polyhalogenbenzolen der Formel (II) (z. B. mit n = 1 oder 2) auch zur Herstellung chlorfreier oder chlorärmerer Halogenbenzolderivate der Formel (I). Chlorhaltige Polyhalogenbenzole der Formel (II) lassen sich häufig besser mit Estern der Formel (III) umsetzen als chlorfreie Polyhalogenbenzole. Nach dieser Umsetzung kann man dann unerwünschtes Chlor durch eine, gegebenenfalls partielle, Dechlorierung entfernen. Dies kann man beispielsweise erreichen, indem man ein Lösungsmittel und einen Hydrierkatalysator zufügt und bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur Wasserstoff aufdrückt. Nach Entfernung des Katalysators und des Lösungsmittels kann man das dechlorierte Produkt durch Destillation oder Extraktion gewinnen. Eine derartige Dechlorierung kann auch vor oder nach einer wie oben beschriebenen Decarboxylierung durchgeführt werden.
Ein weiteres Beispiel hierfür ist der Einsatz von Cyanessigsäureestern (Formel (III), R⁵ = CN) auch zur Herstellung eines Halogenbenzolderivats der Formel (I) mit R¹ = R² = COOR⁴, d.h. eines Malonesterderivates. Man kann hier so verfahren, daß man zunächst aus einem Polyhalogenbenzol der Formel (II) und einem Cyanessigsäureester der Formel (III) (mit R⁵ = CN) ein Halogenbenzol derivat der Formel (I) mit R¹ = COOR⁴ und R² = CN herstellt und dann durch Umsetzung mit einem Gemisch aus Alkohol (z.B. Methanol), Salzsäure und Wasser die CN-Gruppe in eine COOR⁴-Gruppe umwandelt. Diese Arbeitsweise kann dann von Vorteil sein, wenn Halogenbenzolderivate der Formel (I) mit R¹ = COOR⁴ und R² = CN besser aus dem Reaktionsgemisch der Esterkondensation abzutrennen sind als Halogenbenzolderivate der Formel (1) mit R¹ = R² = COOR⁴.
Noch ein weiteres Beispiel hierfür ist die Abspaltung von CF₃-Gruppen. Wenn man aus einem Polyhalogenbenzol der Formel (II) mit R³ = CF₃ und einem Ester der Formel (III) eine Verbindung der Formel (IV) mit R³ = CF₃ hergestellt hat, so kann man in dieser die CF₃-Gruppe durch Anwendung besonders drastischer Verseifungsbedingungen, beispielsweise konzentrierte Schwefelsäure oder Oleum und 100 bis 150° C, zunächst in eine COOH-Gruppe überführen, die bei solchen Bedingungen spontan decarboxyliert wird. So kann eine CF₃-Gruppe abgespalten und durch ein Wasserstoffatom ersetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Halogenbenzolderivaten der Formel (I), bei dem eine wesentliche Maßnahme die Umsetzung eines Polyhalogenbenzols der Formel (II) mit einem Ester der Formel (III) ist, geht von gut zugänglichen Ausgangsprodukten aus, ist auf einfache Weise durchführbar und liefert die gewünschten Halogenbenzolderivate der Formel (I) in guten Ausbeuten. Dabei ist besonders überraschend, daß die Esterkondensation und die sich gegebenenfalls anschließende Verseifung sehr selektiv verlaufen. Durch die gegebenen vielfältigen Variationsmöglichkeiten, z.B. hinsichtlich der Polyhalogenbenzole der Formel (II) als Ausgangsprodukte und nach der Esterkondensation vornehmbarer Umwandlungsreaktionen wird eine breite Zugänglichkeit zu den Halogenbenzolderivaten der Formel (I) zur Verfügung gestellt.
Die Halogenbenzolderivate der Formel (I) sind wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von Pflanzenschutzwirkstoffen. Beispielsweise kann man 3-Aryl-pyrrolidin-2,4-dion-Derivate der Formel (V)
in der
x für eine ganze Zahl von 1 bis 4,
R^3′ für H, CH₃, CF₃ oder Cl
Hal für F oder Cl
y für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 und
R⁶ für Alkyl steht,
herstellen,
indem man zunächst auf an sich bekannte Weise, z. B. durch Umsetzung mit Thionylchlorid, eine Verbindung der Formel (I) in eine solche der Formel (VI) überführt
in der
R^3′, Hal und y die bei Formel (V) angegebene Bedeutung haben und dann damit einen Aminosäureester der Formel (VII)
in der
x und R⁶ die bei Formel (V) angegebene Bedeutung haben,
acyliert, so eine Verbindung der Formel (VIII)
in der die verwendeten Symbole die weiter oben angegebene Bedeutung haben,
erhält, und diese in Gegenwart eines Verdünnungsmittels und einer Base intramolekular kondensiert. Die 3-Arylpyrrolidin-2,4-dion-Derivate der Formel (V) können als Herbizide, Fungizide, Insektizide und Akarizide verwendet werden. Verbindungen der Formel (V), deren Herstellung und deren Verwendung im Pflanzenschutz sind Gegenstand einer eigenen älteren Patentanmeldung.

Beispiele

Die Beispiele 1 bis 8 betreffen die Herstellung von Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = COOR⁴ und R² = CN oder COOR⁴.

Beispiel 1

In 600 ml trockenem Dimethylformamid wurden 150 g Tetrafluor-1,3-dichlorbenzol vorgelegt, 110 g gepulvertes Kaliumcarbonat und 80 g Cyanessigsäuremethylester zugegeben und für 10 Stunden bei 120° C unter Feuchtigkeitsausschluß gerührt. Anschließend wurde unter reduziertem Druck das Lösungsmittel weitgehend abdestilliert, der Rückstand mit 500 ml Wasser verrührt und mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 6,5 eingestellt. Das ausgefallene Festprodukt wurde abgesaugt und getrocknet. Die Ausbeute an 2-(2,4-Dichlor-trifluor-phenyl)-cyanessigsäuremethylester betrug 204 g, der Schmelzpunkt des Produktes 94 bis 96° C.

Beispiele 2 bis 5

In 300 ml trockenem Dimethylformamid wurden 55 g gepulvertes Kaliumcarbonat vorgelegt und 0,314 Mol fluoriertes oder fluoriertes und chloriertes Benzotrifluorid zusammen mit 0,4 Mol Cyanessigsäuremethylester zugegeben. Anschließend wurde unter Feuchtigkeitsausschluß für 10 Stunden auf 120° C erhitzt. Nach dem Abdestillieren des Dimethylformamids bei 15 mbar wurde der Rückstand mit 250 ml Wasser verrührt. Dann wurde Salzsäure bis zur schwach sauren Reaktion zugetropft und anschließend das Festprodukt abgesaugt und getrocknet. Einzelheiten sind aus Tabelle 1 ersichtlich.

Tabelle 1

Beispiel Nr.	Einsatzmaterial 4-Fluoro-......-benzotrifluorid	Reaktionsprodukt α-Cyano-α-(4-trifluoromethyl-....-phenyl)-essigsäure-methylester	Schmelzpunkt (°C)	Ausbeute (% d.Th.)
2	3-chlor-5-fluor	2-fluor-6-chlor	64-65	86
3	3-fluor-6-chlor	2-fluor-5-chlor	51-52	93,5
4	2,5-difluor	3,6-difluor	64-65	87
5	2,6-difluor	3,5-difluor	83-84	68

Beispiel 6

1.245 ml Dimethylformamid, 332 g 3,5-Dichlor-2,4,6-trifluorbenzotrifluorid, 166 g Cyanessigsäuremethylester und 228 g gepulvertes Kaliumcarbonat wurden für 10 Stunden auf 120° C erhitzt, dann Dimethylformamid im Vakuum abdestilliert und der Rückstand mit 500 ml Wasser versetzt. Durch Zutropfen von Salzsäure in der Kälte wurde ein pH-Wert von 6 eingestellt. Das Produkt wurde mit Dichlormethan ausgerührt und abgetrennt. Nach dem Abdestillieren des Dichlormethans verblieben 270 g 2-(2,6-Dichlor-3,5-difluor-4-trifluormethyl-phenyl)-cyanessigsäuremethylester mit einem Schmelzpunkt von 90 bis 91° C.

Beispiel 7

Eine Mischung aus 150 ml Dimethylformamid, 28 g gepulvertem Kaliumcarbonat, 34 g 2,3,5,6-Tetrafluorbenzotrifluorid und 20 g Cyanessigsäuremethylester wurden für 10 Stunden auf 120° C erhitzt. Nach dem Abdestillieren des Dimethylformamids wurden dem Rückstand 150 ml Wasser zugefügt und unter Kühlung mit 15 %iger wäßriger Salzsäure ein pH-Wert von 6 eingestellt. Dann wurde mit Methyl-tert.-butylether extrahiert und die organische Phase destilliert. Es wurden 27 g 2-(2-Trifluormethyl-3,4,6-trifluorphenyl)-cyanessigsäuremethylester mit einem Siedepunkt von 152 bis 155° C bei 24 mbar erhalten.

Beispiel 8

In 450 ml absolutem Tetrahydrofuran wurden 150 g Malonsäurediethylester vorgelegt und 40 g Natriumhydrid-Suspension (40 %ig) in Paraffin in kleinen Portionen eingetragen. Nach Ende der Wasserstoffentwicklung wurden 210 g 2,4,6-Trifluortrichlorbenzol, gelöst in 300 ml Tetrahydrofuran, zugetropft. Durch exotherme Reaktion stieg die Temperatur auf Rückflußtemperatur an, die nach Ende der Zugabe durch Erhitzen noch für 3 Stunden beibehalten wurde. Dann wurde das Lösungsmittel bei leichtem Vakuum abdestilliert und der Rückstand mit 500 ml Eiswasser versetzt. Durch Zutropfen von 50 %iger Schwefelsäure wurde ein pH-Wert von 6 eingestellt. Das Produkt (2,4,6-Trichlor-3,5-difluorphenyl-malonsäurediethyl ester) wurde in Methyl-tert.-Butylether aufgenommen, getrocknet und vom Lösungsmittel befreit. Die Ausbeute betrug 235 g.
Die Beispiele 9 bis 15 betreffen die Herstellung von Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = H und R² = COOH.

Beispiel 9

204 g des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Produkts wurden in 480 ml Essigsäure gelöst und anschließend mit 480 ml Wasser und 700 ml konz. Schwefelsäure versetzt. Die Mischung wurde für 8 Stunden auf Rückfluß erhitzt und dann nach Abkühlen in 800 ml Wasser eingerührt. Das ausgefallene Festprodukt wurde abgesaugt und getrocknet. Es wurden 168 g (2,4-Dichlor-trifluorphenyl)-essigsäure mit einem Schmelzpunkt von 167 bis 169° C erhalten.

Beispiel 10

Analog Beispiel 9 wurden 270 g des Produkts aus Beispiel 6 in 500 ml Essigsäure, 660 ml Wasser und 1 l Schwefelsäure (98 %ig) für 8 Stunden bei 120° C umgesetzt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Festprodukt abgesaugt, mit Wasser gewaschen und die Mutterlauge mit Methyl-tert.-butylether extrahiert. Nach dessen Abtrennung und Trocknung hinterblieben 190 g (2,6-Dichlor-3,5-difluor-4-trifluormethylphenyl)-essigsäure mit einem Schmelzpunkt von 146 bis 150° C.

Beispiel 11

140 g des Produkts aus Beispiel 8 wurden in 200 ml 50 %ige Schwefelsäure eingetragen und für 5 Stunden bei 80° C gerührt. Anschließend wurde auf 300 g Eis gegossen und das Produkt abgesaugt. Die Ausbeute an 2,4,6-Trichlor-3,5-difluorphenylessigsäure betrug 87 g, der Schmelzpunkt 202 bis 203° C.

Beispiele 12 bis 14a

Zu einer Mischung aus 85 ml Wasser, 85 ml Essigsäure und 125 ml Schwefelsäure (96 %ig) wurden 0,15 Mol fluorierter oder fluorierter und chlorierter Arylcyanessigsäureester gegeben und anschließend für 8 Stunden auf 120° C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Reaktionsgemisch in 200 ml Wasser eingerührt und die ausgefallene Phenylessigsäure abgesaugt. Einzelheiten sind aus Tabelle 2 ersichtlich.

Tabelle 2

Beispiel Nr.	Einsatzmaterial Produkt aus Beispiel	Reaktionsprodukt 4-Trifluoromethyl-....-phenyl-essigsäure	Schmelzpunkt (°C)	Ausbeute (% d.Th.)
12	2	2-fluor-6-chlor	119	72
13	3	2-fluor-5-chlor	63-65	67
14	5	3,5-difluor	92-93	75
14a	4	2,5-difluor	74-75	67

Beispiel 15

In einem Hydrierautoklaven wurden 140 g des Produktes aus Beispiel 9, 175 g Natriumacetat und 1.300 ml Essigsäure vorgelegt. Nach Zugabe von 10 g Katalysator (5 Gew.-% Palladium auf Aktivkohle) wurde mit Wasserstoff gespült und dann bei 80 bis 120° C mit 30 bis 50 bar Wasserstoffdruck bis zur Druckkonstanz hydriert. Nach dem Entspannen wurde der Autoklaveninhalt auf eine Nutsche gedrückt und vom Katalysator befreit. Die verbleibende Lösung wurde im Vakuum einer Destillation unterworfen, um die Essigsäure wiederzugewinnen. Der Rückstand wurde in 400 ml Wasser gelöst und dann mit Methyltert.-butylether extrahiert. Nach Abziehen des Lösungsmittels verblieben 84 g 2,3,5-Trifluorphenylessigsäure mit einem Schmelzpunkt von 102° C.
Die Beispiele 16 bis 19 betreffen die Herstellung von Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = R² = H.

Beispiel 16

84 g der gemäß Beispiel 15 erhaltenen Trifluorphenylessigsäure wurden in 180 ml N-Methylpyrrolidon vorgelegt, 3 g Kaliumfluorid und 3 ml Chinolin zugegeben und bis zum Ende der Gasentwicklung erhitzt, wobei 48 g 2,3,5-Trifluortoluol abdestillierten. Der Siedepunkt des Produktes betrug 120° C bei 1013 mbar, der Brechungsindex n $\binom{20}{D}$
1,4321.

Beispiel 17

190 g des Produktes aus Beispiel 10 wurden mit 5 g Kaliumfluorid und 3 ml Chinolin in 200 g N-Methylpyrrolidon auf 100 bis 130° C erhitzt bis zum Ende der Gasentwicklung (ca. 4 Stunden). Das Produkt wurde anschließend mit Wasserdampf destilliert. Es wurden 126 g 2,6-Dichlor-3,5-difluor-4-trifluormethyl-toluol in einer gaschromatographisch bestimmten Reinheit von 97,5 % erhalten. Der Brechungsindex n $\binom{20}{D}$
des Produktes betrug 1,4680.

Beispiel 18

85 g 2,4,6-Trichlor-3,5-difluor-phenylessigsäure wurden analog Beispiel 16 decarboxyliert. Die Ausbeute an 2,4,6-Trichlor-3,5-difluortoluol betrug 63 g. Der Siedepunkt des Produktes lag bei 96 bis 98° C bei 12 mbar.

Beispiel 19

60g des Produktes aus Beispiel 18 wurden analog Beispiel 15 hydriert. Es wurden 38 g 3,5-Difluortoluol mit einem Siedepunkt von 122° C bei Normaldruck erhalten.
Beispiele 20 - 22 betreffen die Herstellung von Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = R² = COOCH₃.

Beispiel 20

In 100 ml Methanol wurden 47 g des Produktes aus Beispiel 2 vorgelegt und die Lösung mit Chlorwasserstoffgas gesättigt. Nach 20 Stunden Rühren wurden 150 ml Wasser eingerührt und für 5 Stunden auf 60° C erwärmt. Dann wurde das Lösungsmittel abgezogen, der Rückstand in Dichlormethan aufgenommen und mit Wasser gewaschen. Nach Abdestillieren des Dichlormethans wurde der verbliebene Rückstand im Vakuum destilliert. Es wurden 43 g 2-Fluor-4-trifluormethyl-6-chlorphenyl-malonsäuredimethylester mit einem Siedepunkt von 110° C bei 2 mbar erhalten. Der Schmelzpunkt des Produktes betrug 67° C.

Beispiel 21

In 1.200 ml Dimethylformamid wurden nacheinander 200 g Malonsäuredimethylester, 330 g 3,5-Dichlor-trifluorbenzotrifluorid und 230 g Kaliumcarbonat eingetragen und anschließend unter Feuchtigkeitsausschluß für 10 Stunden auf 125° C erhitzt. Dann wurde im Vakuum der Hauptteil des Lösungsmittels abdestilliert und der Rückstand in 500 ml Wasser eingerührt. Durch Zugabe von verdünnter Schwefelsäure in der Kälte wurde neutralisiert und die organische Phase anschließend in Toluol aufgenommen. Nach dem Waschen mit Wasser wurde die organische Phase getrocknet und destilliert. Es wurden 424 g 2,6-Dichlor-4-trifluormethyl-3,5-difluor-phenylmalonsäuredimethylester mit einem Siedepunkt von 125 bis 130° C bei 0,8 mbar erhalten.

Beispiel 22

Analog Beispiel 21 wurden aus 77 g Pentafluorbenzonitril, 60 g Malonsäuredimethylester und 60 g Kaliumcar bonat in 200 ml Dimethylformamid in 5 Stunden bei 100° C nach Aufarbeitung und Destillation 84 g 4-Cyano-tetrafluorphenyl-malonsäuredimethylester mit einem Schmelzpunkt von 56 - 59° C erhalten.

Beispiel 23

Analog Beispiel 9 wurden aus 32 g der Verbindung aus Beispiel 7 24 g 2-Trifluormethyl-4,6-trifluorphenylessigsäure mit einem Schmelzpunkt von 101 - 102° C erhalten

Beispiel 24

In einer Hydrierapparatur wurden 120 g 2,6-Dichlor-4-trifluormethyl-3,5-trifluortoluol in 450 ml Essigsäure in Gegenwart von 80 g Natriumacetat und 10 g 5 %igen Palladium auf Aktivkohle bei 80 - 120° C mit Wasserstoff bei einem Druck von 30 - 50 bar hydriert. Nach Entspannen des Wasserstoffs wurde der Katalysator abgesaugt und das Produkt mit Wasserdampf destilliert. Nach Abtrennen des Produktes vom Wasser wurde redestilliert. Es fielen 70 g 3,5-Difluor-4-difluormethyl-toluol mit einem Siedepunkt von 152 -153° C bei 1.013 mbar an. Der Brechungsindex des Produktes betrug n $\binom{20}{D}$
1,4110.

Beispiel 25

Es wurde verfahren wie in den Beispielen 2 - 5, jedoch wurde aus 4-Fluoro-3,5-dichlor-benzotrifluorid in 79 %iger Ausbeute α-Cyano-α-(4-trifluormethyl-2,6-dichlor-phenyl)-essigsäure-methylester mit einem Schmelzpunkt von 98 - 99° C erhalten.

Beispiel 26

Es wurde verfahren wie bei Beispielen 12 - 14a, jedoch wurde als Einsatzmaterial das Produkt aus Beispiel 25 eingesetzt und in 79 %iger Ausbeute 4-Trifluormethyl-2,6-dichlorphenyl-essigsäure mit einem Schmelzpunkt von 164° C erhalten.

Claims

1. Halogenbenzolderivate der Formel (I)

in der
a) R¹ für H oder COOR⁴ und
R² für CN oder COOR⁴ oder, falls R¹ = H, auch für COOH oder H steht,
wobei R⁴ jeweils unabhängig voneinander C₁- bis C₄-Alkyl bedeutet, und
R³ für H, CN, CH₃, CF₃ oder Cl,
m für 1, 2, 3 oder 4 und
n für 0, 1 oder 2 steht,
wobei
m + n mindestens 2 und höchstens 4 beträgt und die Kombination m = 4, n = 0 und R³ = CF₃ ausgenommen ist,
oder
b) R¹ für H,
R² für CN oder COOH,
R³ für CF₃ in p-Position zur CH(R¹)(R²)-Gruppe,
m für Null und
n für 1,2 oder 3 stehen.

2. Halogenbenzolderivate gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich handelt um
Phenyl-α-cyano-essigsäureester mit R¹ = COOCH₃ oder COOC₂H₅ und R² = CN,
Benzylcyanide mit R¹ = H und R² = CN, Phenylessigsäureester mit R¹ = H und R² = COOCH₃ oder COOC₂H₅,
Phenylmalonester mit R¹ = R² = COOCH₃ oder COOC₂H₅,
Phenylessigsäuren mit R¹ = H und R² = COOH oder
Toluole mit R¹ = R² = H,
bei denen R³ jeweils für CF₃ in 4-Position steht und jeweils folgende weitere Substituenten vorhanden sind:
2,3-Difluor, 2,5-Difluor, 2,6-Difluor, 3,5-Difluor, 2-Fluor-5-chlor, 2-Fluor-6-chlor, 2-Chlor-3-fluor, 2,6-Dichlor-3,5-difluor, 2,3,5-Trifluor oder 2,3,5-Trifluor-6-chlor oder um
4-Trifluormethyl-phenylessigsäuren mit Chloratomen in 2-, 3-, 2,3-, 2,5-, 2,6-, 3,5-, 2,3,5- und 2,3,6-Position oder um
4-Trifluormethyl-benzylcyanide mit Chloratomen in 2-, 3-, 2,5-, 2,6-, 3,5- und 2,3,5-Position.

3. Verfahren zur Herstellung von Halogenbenzolderivaten der Formel (I), dadurch gekennzeichnet, daß man ein Polyhalogenbenzol

in der
R³, m und n die bei Formel (I) angegebene Bedeutung haben,
wobei die Kombination m = 4, n = 0, R³ = CF₃ ausgenommen ist,
und
Hal für ein (weiteres) Fluor- oder Chloratom steht,
in Gegenwart einer Base und eines Lösungsmittels mit einem Ester der Formel (III) umsetzt
R⁵-CH₂-COOR⁴ (III),
in der
R⁴ die bei Formel (I) angegebene Bedeutung hat und
R⁵ für CN oder COOR⁴ stehen,
so eine Verbindung der Formel (IV) erhält

in der
R³, R⁴, R⁵, m und n die oben angegebene Bedeutung haben und diese gegebenenfalls sauer hydrolysiert und/oder gegebenenfalls decarboxyliert.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Base Alkalicarbonate, Alkalihydroxide, Ammoniumcarbonat, Alkalihydride, Erdalkalihydride, Kaliumfluorid, Cäsiumfluorid, organische Stickstoffbasen, Alkalialkoholate oder Erdalkalialkoholate in einer Menge von 0,5 - 2 Äquivalenten, bezogen auf 1 Mol Polyhalogenbenzol der Formel (II), eingesetzt werden.

5. Verfahren nach Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Ether, Polyether, Amide oder Sulfone eingesetzt werden.

6. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = H und R² = COOH herstellt, indem man Verbindungen der Formel (IV) mit einem Gemisch aus konzentrierter Mineralsäure und wäßriger Essigsäure bei 80 - 120° C verseift.

7. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = H und R² = CN herstellt, indem man Verbindungen der Formel (IV) mit R⁵ = CN mit einer wäßrigen Säure bei 20 - 100° C verseift.

8. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = H und R² = COOR⁴ herstellt, indem man Verbindungen der Formel (IV) mit Mineralsäure bei 60 - 120° C verseift.

9. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das man Verbindungen der Formel (I) mit R¹ = R² = H herstellt, indem man zunächst eine Verbindung der Formel (I) mit R¹ = H und R² = COOH und diese dann in Gegenwart einer Base und eines Lösungsmittels bei 80 - 200° C decarboxyliert.

10. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Umsetzung eines Polyhalogenbenzols der Formel (II) mit einem Ester der Formel (III) eine Umderivatisierung vornimmt.